水力學內(nèi)容簡介

劉純義等主編的《水力學》是為高等職業(yè)技術(shù)學校水利水電建筑工程專業(yè)和水利工程專業(yè)編寫的教材。全書共分十三章，包括緒論、水靜力學、恒定流的基本原理、水流型態(tài)與水頭損失、管流、明渠恒定均勻流、明渠恒定非均勻流、閘孔出流于堰流、泄水建筑物下游水流的銜接與消能、滲流、高速水流簡介、水力模型試驗基礎(chǔ)、Microsoft Excel在水力計算中的應(yīng)用。各章節(jié)有例題、習題和常用圖表。

《水力學》適用于普通高等?？茖W校同類專業(yè)的教學，亦可供水利水電工程技術(shù)人員參考。

序

前言

第一章 緒論 1

第一節(jié) 水力學的研究對象和任務(wù) 1

第二節(jié) 液體的基本特性和主要物理力學性質(zhì) 1

第三節(jié) 作用于液體上的力 7

第四節(jié) 水力學的研究方法 7

習題 9

第二章 水靜力學 10

第一節(jié) 靜水壓強及其特性 10

第二節(jié) 重力作用下的液體平衡 13

第三節(jié) 靜水壓強的量測 16

第四節(jié) 作用在平面上的靜水總壓力 18

第五節(jié) 作用在曲面上的靜水總壓力 24

*第六節(jié) 重力和慣性力共同作用下的液體平衡 27

習題 30

第三章 恒定流的基本原理 35

第一節(jié) 描述液體運動的方法 35

第二節(jié) 液體運動的一些基本概念 38

第三節(jié) 均勻流和非均勻流、漸變流和急變流 41

第四節(jié) 恒定總流的連續(xù)性方程 43

第五節(jié) 恒定總流的能量方程 44

第六節(jié) 能量方程應(yīng)用舉例 50

第七節(jié) 恒定總流的動量方程 55

習題 59

第四章 水流型態(tài)與水頭損失 63

第一節(jié) 水頭損失及其分類 63

第二節(jié) 均勻流沿程水頭損失與切應(yīng)力的關(guān)系 64

第三節(jié) 液體流動的兩種型態(tài) 66

第四節(jié) 紊流運動 68

第五節(jié) 沿程水頭損失的分析與計算 74

第六節(jié) 局部水頭損失的分析和計算 80

習題 85

第五章 管流 87

第一節(jié) 概述 87

第二節(jié) 簡單管道的水力計算 88

第三節(jié) 虹吸管及水泵裝置的水力計算 98

第四節(jié) 復雜管道的水力計算 102

第五節(jié) 管網(wǎng)水力計算 107

第六節(jié) 壓力管道中的水擊問題 111

習題 115

第六章 明渠恒定均勻流 120

第一節(jié) 概述 120

第二節(jié) 明渠均勻流的特性及計算公式 122

第三節(jié) 明渠均勻流的水力計算 125

第四節(jié) 明渠均勻流計算中的幾個問題 129

習題 133

第七章 明渠恒定非均勻流 135

第一節(jié) 明渠水流的三種流態(tài)及其判別 135

第二節(jié) 緩流、急流的轉(zhuǎn)換現(xiàn)象--水跌與水躍 143

第三節(jié) 明渠恒定非均勻漸變流基本方程 152

第四節(jié) 棱柱體渠道恒定非均勻漸變流水面線分析 153

第五節(jié) 明渠恒定非均勻漸變流水面線計算 159

第六節(jié) 彎道水流簡介 167

習題 169

第八章 閘孔出流和堰流 173

第一節(jié) 概述 173

第二節(jié) 閘孔出流 174

第三節(jié) 堰流 180

第四節(jié) 無壓隧洞的水力計算 196

習題 200

第九章 泄水建筑物下游水流的銜接與消能 203

第一節(jié) 概述 203

第二節(jié) 底流式銜接與消能 205

第三節(jié) 挑流式銜接與消能 216

習題 222

第十章 滲流 224

第一節(jié) 概述 224

第二節(jié) 達西定律 226

第三節(jié) 地下河槽中的恒定均勻滲流和非均勻漸變滲流 229

第四節(jié) 井、截滲溝和渠道的滲流計算 235

第五節(jié) 平面滲流的圖解法 240

第六節(jié) 用水電比擬法繪制流網(wǎng) 244

習題 245

第十一章 高速水流簡介 247

第一節(jié) 高速水流的脈動壓強 247

第二節(jié) 水工建筑物的氣蝕問題 250

第三節(jié) 明渠高速摻氣水流 252

第四節(jié) 明渠急流的沖擊波和滾波 256

習題 257

第十二章 水力模型試驗基礎(chǔ) 258

第一節(jié) 概述 258

第二節(jié) 相似的基本原理 259

第三節(jié) 各種力作用下的相似準則 261

習題 267

第十三章 Microsoft Excel在水力計算中的應(yīng)用 268

第一節(jié) 概述 268

第二節(jié) 計算實例 269

附錄 287

參考文獻 291 2100433B

第2版前言

第1版前言

第1章緒論1

1.1水力學的任務(wù)及其發(fā)展概況1

1.2液體的連續(xù)介質(zhì)模型3

1.3作用在液體上的力4

1.4液體的主要物理性質(zhì)5

1.5水力學的研究方法12

思考題14

習題14

第2章水靜力學16

2.1靜水壓強及其特性16

2.2液體的平衡微分方程及其積分18

2.3重力作用下的液體平衡21

2.4壓強的度量及量測23

2.5重力和慣性力同時作用下的液體平衡27

2.6平面上的靜水總壓力30

2.7曲面上的靜水總壓力34

2.8浮力及浮體與潛體的穩(wěn)定性*37

思考題42

習題43

第3章液體運動學48

3.1描述液體運動的兩種方法48

3.2液體運動的基本概念51

3.3液體運動的類型56

3.4連續(xù)性方程60

3.5液體微團運動的基本形式64

3.6無旋流與有旋流67

思考題71

習題71

第4章水動力學基礎(chǔ)73

4.1理想液體元流的能量方程73

4.2實際液體元流的能量方程76

4.3實際液體總流的能量方程77

4.4恒定總流動量方程的推導88

4.5理想液體運動微分方程及其積分96

4.6實際液體運動微分方程102

4.7恒定平面勢流106

思考題114

習題115水力學第2版目錄

第5章流動阻力和水頭損失121

5.1流動阻力與水頭損失的基本概念121

5.2液體流動的兩種型態(tài)122

5.3沿程水頭損失與切應(yīng)力的關(guān)系126

5.4圓管層流沿程水頭損失128

5.5液體的湍流運動簡介131

5.6湍流沿程水頭損失的分析與計算138

5.7局部水頭損失的分析與計算148

5.8邊界層基本概念及繞流阻力155

思考題161

習題162

第6章量綱分析與相似原理165

6.1量綱分析法165

6.2相似基本原理172

6.3相似準則175

6.4相似原理的應(yīng)用及限制條件181

思考題187

習題187

第7章孔口、管嘴出流和有壓管流189

7.1薄壁孔口恒定出流189

7.2管嘴恒定出流194

7.3孔口變水頭出流196

7.4短管水力計算197

7.5長管水力計算205

7.6復雜管道水力計算210

7.7管網(wǎng)水力計算基礎(chǔ)215

7.8有壓管道中的水擊219

7.9湍動射流及湍動擴散223

思考題230

習題231

第8章明渠恒定均勻流238

8.1明渠特征及均勻流的形成238

8.2明渠均勻流的計算公式241

8.3明渠水力斷面和允許流速242

8.4明渠均勻流水力計算的基本問題245

8.5無壓圓管均勻流的水力計算248

8.6復式斷面渠道的水力計算251

思考題253

習題253

第9章明渠恒定非均勻流255

9.1概述255

9.2緩流、急流、臨界流及其判別256

9.3斷面單位能量和臨界水深259

9.4水躍和水跌264

9.5明渠非均勻漸變流的基本微分方程273

9.6明渠非均勻漸變流水面曲線分析274

9.7明渠非均勻漸變流水面曲線的計算281

思考題286

習題287

第10章堰流及閘孔出流290

10.1堰流定義和分類291

10.2堰流基本公式293

10.3薄壁堰流294

10.4實用堰流297

10.5寬頂堰流300

10.6閘孔出流305

思考題309

習題310

第11章滲流312

11.1概述312

11.2滲流基本定律314

11.3恒定均勻滲流和非均勻漸變滲流316

11.4恒定漸變滲流浸潤曲線的分析與計算318

11.5井和集水廊道的水力計算322

11.6井群的水力計算328

11.7用流網(wǎng)法求解滲流問題330

思考題334

習題335

習題答案(部分)337

參考文獻344

第1章 AutoCAD基礎(chǔ)知識

1．1 計算機繪圖與AutoCAD簡介

1．1．1 計算機繪圖的概念

1．1．2 AutoCAD的發(fā)展歷程

1．1．3 AutoCAD的功能概述

1．2 中文版AutoCAD2005的安裝

1．2．1 使用單機中文版AutoCAD2005軟件的系統(tǒng)要求

1．2．2 單機中文版AutoCAD2005軟件的安裝

1．3 中文版AutoCAD2005的工作界面

1．3．1 下拉菜單欄

1．3．2 工具欄

1．3．3 繪圖區(qū)

1．3．4 系統(tǒng)命令行與文本窗口

1．3．5 狀態(tài)欄

1．3．6 工具選項板窗口

1．3．7 對話框與快捷菜單

1．4 圖形文件管理和退出AutoCAD

1．4．1 新建一個AutoCAD圖形文件

1．4．2 打開已有的AutoCAD圖形文件

1．4．3 保存AutoCAD圖形文件

1．4．4 退出AutoCAD

1．5 了解AutoCAD的基本操作

1．5．1 激活命令的幾種途徑

1．5．2 結(jié)束或退出命令的幾種方法

1．5．3 "命令行"操作

1．5．4 透明地使用命令

1．5．5 命令的重復、撤消與重做

1．5．6 關(guān)于鼠標的功能與操作

1．5．7 用鼠標對圖形進行縮放與移動

1．5．8 獲取聯(lián)機幫助

1．6 AutoCAD的繪圖環(huán)境設(shè)置

1．6．1 設(shè)置繪圖選項

1．6．2 設(shè)置圖形單位

1．6．3 設(shè)置圖形界限

1．7 思考與練習

第2章 創(chuàng)建簡單的二維圖形

2．1 創(chuàng)建線對象

2．1．1 繪制直線

2．1．2 繪制射線

2．1．3 繪制構(gòu)造線

2．2 創(chuàng)建多邊形對象

2．2．1 繪制矩形

2．2．2 繪制正多邊形

2．3 創(chuàng)建圓弧類對象

2．3．1 繪制圓

2．3．2 繪制圓弧

2．3．3 繪制橢圓

2．3．4 繪制橢圓弧

2．4 創(chuàng)建點對象

2．4．1 繪制單點

2．4．2 繪制多點

2．4．3 繪制等分點

2．4．4 繪制定距分點

2．5 思考與練習

第3章 控制圖形顯示

3．1 重新繪制和重新生成圖形

3．2 縮放與平移視圖

3．2．1 縮放視圖

3．2．2 平移視圖

3．3 使用鳥瞰視圖查看圖形

3．4 命名視圖

3．4．1 了解命名視圖

3．4．2 創(chuàng)建命名視圖舉例

3．5 AutoCAD的視口

3．5．1 視口的概念和作用

3．5．2 視口的創(chuàng)建和命名舉例

3．5．3 視口的分割與合并

3．6 思考與練習

第4章 精確高效繪制圖形

4．1 使用坐標

4．1．1 了解坐標系

4．1．2 直角坐標、極坐標以及坐標點的輸入

4．1．3 坐標顯示的控制

4．1．4 使用用戶坐標系

4．1．5 使用點過濾器

4．2 使用對象捕捉

4．2．1 設(shè)置對象捕捉選項

4．2．2 使用對象捕捉的幾種方法

4．3 使用捕捉、柵格和正交

4．3．1 設(shè)置捕捉和柵格選項

4．3．2 使用捕捉與柵格

4．3．3 使用正交模式

4．4 使用自動追蹤

4．4．1 設(shè)置自動追蹤選項

4．4．2 使用極軸追蹤

4．4．3 使用對象捕捉追蹤

4．5 應(yīng)用舉例

4．5．1 應(yīng)用舉例1

4．5．2 應(yīng)用舉例2

4．5．3 應(yīng)用舉例3

4．5．4 應(yīng)用舉例4

4．5．5 應(yīng)用舉例5

4．6 思考與練習

第5章 創(chuàng)建復雜的二維圖形

5．1 創(chuàng)建多段線

5．1．1 繪制多段線

5．1．2 編輯多段線

5．2 創(chuàng)建樣條曲線

5．2．1 繪制樣條曲線

5．2．2 編輯樣條曲線

5．3 創(chuàng)建多線、

5．3．1 繪制多線

5．3．2 設(shè)置多線樣式

5．3．3 編輯多線

5．4 徒手繪制圖形

5．4．1 創(chuàng)建徒手線

5．4．2 創(chuàng)建修訂云線

5．5 創(chuàng)建面域

5．6 創(chuàng)建填充圖案

5．6．1 添加圖案填充

5．6．2 編輯圖案填充

5．6．3 控制圖案填充的可見性

5．6．4 分解圖案

5．7 繪制圓環(huán)、寬線與二維填充圖形

5．7．1 繪制圓環(huán)

5．7．2 繪制寬線

5．7．3 繪制二維填充圖形

5．8 思考與練習

第6章 編輯圖形對象

6．1 選擇對象

6．1．1 在使用編輯命令前直接選取對象

6．1．2 在使用編輯命令后選取對象

6．1．3 使用SELECT命令選取對象

6．1．4 全部選擇

6．1．5 快速選擇

6．1．6 過濾選擇

6．2 調(diào)整對象

6．2．1 刪除對象

6．2．2 移動對象

6．2．3 旋轉(zhuǎn)對象

6．3 創(chuàng)建對象副本

6．3．1 復制對象

6．3．2 鏡像對象

6．3．3 偏移對象

6．3．4 陣列對象

6．4 修改對象的形狀及大小

6．4．1 修剪對象

6．4．2 延伸對象

6．4．3 縮放對象

6．4．4 拉伸對象

6．4．5 拉長對象

6．5 拆分及修飾對象

6．5．1 分解對象

6．5．2 倒角

6．5．3 圓角

6．5．4 打斷對象

6．6 使用夾點編輯圖形

6．6．1 關(guān)于夾點

6．6．2 使用夾點編輯對象

6．7 修改對象的特性

6．7．1 使用對象特性工具欄修改對象的特性

6．7．2 使用特性窗口修改對象的特性

6．7．3 使用CHANGE和CHPROP命令修改對象的特性

6．7．4 配對象特性

6．8 思考與練習

第7章 創(chuàng)建文字與表格

7．1 創(chuàng)建文字對象

7．1．1 設(shè)置文字樣式

7．1．2 創(chuàng)建單行文字

7．1．3 創(chuàng)建多行文字

7．1．4 插入外部文字

7．1．5 編輯文字

7．1．6 查找與替換文字

7．2 創(chuàng)建表格對象

7．2．1 創(chuàng)建與設(shè)置表格樣式

7．2．2 表格創(chuàng)建與修改范例

7．3 思考與練習

第8章 標注圖形尺寸

8．1 關(guān)于尺寸標注

8．1．1 尺寸標注的概述

8．1．2 尺寸標注的組成

8．1．3 尺寸標注的注意事項

8．2 創(chuàng)建尺寸標注的準備工作

8．2．1 新建標注樣式

8．2．2 設(shè)置直線和箭頭

8．2．3 設(shè)置文字

8．2．4 設(shè)置尺寸的調(diào)整

8．2．5 設(shè)置尺寸的主單位

8．2．6 設(shè)置尺寸的單位換算

8．2．7 設(shè)置尺寸公差

8．3 標注尺寸

8．3．1 線性標注

8．3．2 對齊標注

8．3．3 坐標標注

8．3．4 半徑標注

8．3．5 直徑標注

8．3．6 繪制圓心標記

8．3．7 角度標注

8．3．8 基線標注

8．3．9 連續(xù)標注

8．3．10 引線標注

8．3．11 傾斜標注

8．3．12 快速標注

8．3．13 利用多行文字創(chuàng)建特殊要求的公差標注

8．4 標注形位公差

8．4．1 了解形位公差

8．4．2 標注形位公差

8．5 編輯尺寸標注

8．5．1 修改尺寸標注文字的位置

8．5．2 編輯尺寸標注

8．5．3 尺寸的替代

8．5．4 使用夾點編輯尺寸

8．5．5 使用特性窗口編輯尺寸

8．6 思考與練習

第9章 用圖層組織圖形

9．1 創(chuàng)建和設(shè)置圖層

9．1．1 了解圖層

9．1．2 創(chuàng)建新圖層

9．1．3 設(shè)置圖層顏色

9．1．4 設(shè)置圖層線型

9．1．5 設(shè)置圖層線寬

9．1．6 設(shè)置圖層狀態(tài)

9．1．7 設(shè)置圖層的打印樣式

9．2 管理圖層

9．2．1 圖層管理工具欄介紹

9．2．2 切換當前層

9．2．3 過濾圖層

9．2．4 保存與恢復圖層設(shè)置

9．2．5 轉(zhuǎn)換圖層

9．2．6 改變對象所在圖層

9．2．7 刪除圖層

9．3 圖層的應(yīng)用舉例

9．4 思考與練習

第10章 三維繪圖基礎(chǔ)

10．1 關(guān)于三維圖形

10．1．1 了解三維繪圖

10．1．2 三維坐標系

10．2 觀察三維圖形

10．2．1 設(shè)置視點進行觀察

10．2．2 使用三維動態(tài)觀察器

10．2．3 顯示平面視圖

10．2．4 快速設(shè)置預定義的視點

10．2．5 以消隱方式顯示圖形

10．3 三維模型對象的分類

10．4 思考與練習

第11章 創(chuàng)建三維線和曲面對象

11．1 繪制三維線對象

11．1．1 使用3DPOLY命令繪制三維線

11．1．2 使用SPLINE命令繪制三維線

11．2 使用標高和厚度創(chuàng)建三維對象

11．2．1 關(guān)于標高和厚度

11．2．2 應(yīng)用舉例

11．3 繪制三維曲面對象

11．3．1 繪制基本三維曲面

11．3．2 繪制三維空間表面

11．3．3 多邊形網(wǎng)格

11．3．4 繪制旋轉(zhuǎn)曲面

11．3．5 繪制平移曲面

11．3．6 繪制直紋曲面

11．3．7 繪制邊界曲面

11．4 思考與練習

第12章 創(chuàng)建三維實體對象

12．1 創(chuàng)建基本的三維實體對象

12．1．1 長方體

12．1．2 球體

12．1．3 圓柱體

12．1．4 圓錐體

12．1．5 楔體

12．1．6 圓環(huán)體

12．2 創(chuàng)建拉伸實體

12．2．1 按指定的高度拉伸對象

12．2．2 沿路徑拉伸對象

12．3 創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)實體

12．4 布爾運算

12．4．1 并集運算

12．4．2 差集運算

12．4．3 交集運算

12．4．4 干涉運算

12．5 思考與練習

第13章 三維對象的編輯與標注

13．1 三維空間的圖形編輯

13．1．1 旋轉(zhuǎn)三維對象

13．1．2 陣列三維對象

13．1．3 鏡像三維對象

13．1．4 對齊三維對象

13．2 三維實體對象的編輯

13．2．1 分解實體

13．2．2 對實體進行倒角

13．2．3 對實體進行倒圓角

13．2．4 剖切實體

13．2．5 創(chuàng)建實體的截面

13．2．6 編輯實體的面

13．2．7 編輯實體的邊

13．3 三維對象的標注

13．4 思考與練習

第14章 三維對象的外觀處理

14．1 三維對象外觀處理概述

14．2 三維對象的著色處理

14．3 三維對象的渲染

14．3．1 對象的簡單渲染

14．3．2 設(shè)置光源

14．3．3 設(shè)置材質(zhì)

14．3．4 設(shè)置貼圖

14．3．5 設(shè)置背景

14．3．6 設(shè)置場景

14．3．7 三維實體渲染舉例

14．4 思考與練習

第15章 圖塊、屬性與外部參照

15．1 使用塊

15．1．1 了解塊

15．1．2 創(chuàng)建塊

15．1．3 插入塊

15．1．4 寫塊

15．1．5 創(chuàng)建塊/插入塊/寫塊的應(yīng)用綜合舉例

15．2 使用塊屬性

15．2．1 塊屬性的特點

15．2．2 定義和修改屬性

15．2．3 編輯塊屬性的值及外觀特征

15．2．4 使用塊屬性管理器

15．3 使用外部參照

15．3．1 附著外部參照

15．3．2 使用外部參照管理器

15．3．3 剪裁外部參照

15．3．4 綁定外部參照依賴符

15．3．5 在位編輯外部參照

15．4 思考與練習

第16章 處理光柵圖像

16．1 使用光柵圖像

16．1．1 光柵圖像的特點

16．1．2 加載光柵圖像

16．2 光柵圖像的調(diào)整

16．2．1 調(diào)整亮度、對比度和褪色度

16．2．2 調(diào)整光柵圖像顯示質(zhì)量

16．2．3 調(diào)整光柵圖像透明度

16．3 剪裁邊界與邊框顯示

16．3．1 剪裁光柵圖像

16．3．2 控制邊框的顯示

16．4 調(diào)整對象的顯示順序

16．5 調(diào)整光柵圖像的比例

16．6 光柵圖像管理器

16．7 思考與練習

第17章 使用輔助工具和命令

17．1 使用AutoCAD設(shè)計中心

17．1．1 熟悉設(shè)計中心的界面

17．1．2 AutoCAD設(shè)計中心的功能

17．2 計算與獲取信息功能

17．2．1 計算面積

17．2．2 計算距離和角度

17．2．3 顯示與圖形有關(guān)的信息

17．2．4 查看實體特性

17．3 其他輔助功能

17．3．1 重新命名對象或元素

17．3．2 刪除無用的項目

17．4 思考與練習

第18章 圖形的輸入/輸出以及Internet連接

18．1 圖形的輸入/輸出

18．1．1 輸入其他格式的圖形

18．1．2 輸入與輸出DXF文件

18．1．3 插入OLE對象

18．1．4 輸出圖形

18．2 布局與打印輸出圖形

18．2．1 模型空間和圖紙空間

18．2．2 在圖紙空間中使用視口

18．2．3 新建布局

18．2．4 管理布局

18．2．5 使用布局進行打印出圖的一般過程

18．2．6 使用打印樣式

18．2．7 圖紙打印輸出

18．3 AutoCAD的Internet功能

18．3．1 輸出Web圖形

18．3．2 創(chuàng)建Web頁

18．3．3 建立超級鏈接

18．4 電子傳遞文件

18．5 思考與練習

第19章 樣板文件及圖形創(chuàng)建范例

19．1 范例1--創(chuàng)建樣板文件

19．2 范例2--繪制卡環(huán)的二維圖形

19．3 范例3--創(chuàng)建一個零件的2個視圖

19．4 范例4--創(chuàng)建一個三維實體模型

附錄A AutoCAD命令集

第1章 緒論

1.1 水力學的定義、任務(wù)和發(fā)展簡史1

1.2 液體的連續(xù)介質(zhì)模型3

1.3 液體的主要物理性質(zhì)3

1.3.1 質(zhì)量和重量4

1.3.2 黏滯性5

1.3.3 壓縮性8

1.3.4 表面張力9

1.3.5 汽化壓強10

1.4 作用于液體的力10

1.4.1 表面力10

1.4.2 質(zhì)量力11

思考題11

習題12

第2章 水靜力學

2.1 概述14

2.2 靜水壓強及其特性14

2.2.1 靜水壓強的定義14

2.2.2 靜水壓強的特性15

2.3 液體平衡微分方程及其積分17

2.3.1 液體平衡微分方程17

2.3.2 液體平衡微分方程的積分18

2.3.3 等壓面特性18

2.4 重力作用下靜水壓強的分布規(guī)律19

2.4.1 水靜力學基本方程19

2.4.2 絕對壓強、相對壓強，真空202.4.3 水頭與單位能量21

2.4.4 等壓面的應(yīng)用22

2.4.5 靜水壓強分布圖24

2.5 重力和慣性力同時作用下的液體平衡25

2.6 作用于平面上的靜水總壓力28

2.6.1 解析法28

2.6.2 矩形平面靜水壓力--壓力圖法31

2.7 作用于曲面上的靜水總壓力33

2.7.1 靜水總壓力的大小33

2.7.2 靜水總壓力的方向35

2.7.3 靜水總壓力的作用點35

思考題37

習題38

目錄目錄

第3章 液體一元恒定總流基本原理

3.1 概述42

3.2 描述液體運動的兩種方法42

3.2.1 拉格朗日法42

3.2.2 歐拉法44

3.3 液體運動的幾個基本概念45

3.3.1 恒定流與非恒定流45

3.3.2 一元流、二元流與三元流46

3.3.3 流線與跡線46

3.3.4 流管、元流、總流、過水斷面47

3.3.5 流量與斷面平均流速47

3.3.6 均勻流和非均勻流48

3.3.7 漸變流與急變流49

3.3.8 系統(tǒng)和控制體50

3.4 恒定流動的連續(xù)方程51

3.5 恒定元流的能量方程52

3.5.1 理想液體恒定元流的能量方程52

3.5.2 伯努利方程的能量意義和幾何意義54

3.5.3 實際液體恒定元流的能量方程55

3.6 實際液體恒定總流能量方程56

3.7 恒定總流動量方程62

3.8 空化與空蝕的概念67

思考題67

習題68

第4章 層流和紊流、液流阻力和水頭損失

4.1 概述71

4.2 水頭損失的分類71

4.3 液體運動的兩種流態(tài)--層流和紊流72

4.3.1 雷諾試驗72

4.3.2 沿程損失hf和平均流速v的關(guān)系73

4.3.3 流態(tài)的判別--雷諾(Reynolds)數(shù)75

4.4 均勻流基本方程77

4.4.1 切應(yīng)力與沿程損失的關(guān)系77

4.4.2 切應(yīng)力的分布79

4.5 層流運動80

4.5.1 圓管均勻?qū)恿?0

4.5.2 二元明渠均勻?qū)恿?3

4.6 沿程水頭損失的一般公式86

4.7 紊流概述86

4.7.1 紊流的脈動現(xiàn)象和時均概念87

4.7.2 紊流切應(yīng)力89

4.7.3 紊流的黏性底層91

4.7.4 紊流的水力光滑面、水力過渡粗糙面和水力粗糙面92

4.8 紊流的流速分布93

4.8.1 對數(shù)流速分布94

4.8.2 指數(shù)流速分布96

4.8.3 黏性底層的厚度98

4.9 沿程水頭損失系數(shù)λ的試驗研究--尼古拉茲試驗101

4.9.1 人工粗糙管沿程水頭損失系數(shù)λ的試驗研究

--尼古拉茲試驗101

4.9.2 實用管道沿程水頭損失系數(shù)λ的試驗研究104

4.10 謝才公式108

4.11 局部水頭損失111

思考題116

習題116

第5章 液體三元流動基本原理

5.1 概述119

5.2 流線與跡線微分方程119

5.2.1 流線微分方程119

5.2.2 跡線微分方程120

5.3 液體三元流動的連續(xù)性方程120

5.4 液體微團運動的基本形式121

5.4.1 液體微團運動形式分析122

5.4.2 液體微團速度分解定理123

5.5 有旋運動簡介125

5.6 液體恒定平面勢流128

5.6.1 流速勢函數(shù)128

5.6.2 流函數(shù)129

5.6.3 流網(wǎng)及其性質(zhì)131

5.6.4 基本平面勢流134

5.7 液體運動微分方程136

5.7.1 液體中一點處的應(yīng)力狀態(tài)137

5.7.2 本構(gòu)方程-應(yīng)力與變形率的關(guān)系137

5.7.3 應(yīng)力形式的運動微分方程138

5.7.4 運動微分方程--納維-斯托克斯方程139

5.7.5 紊流時均運動微分方程--雷諾方程140

5.7.6 邊界層簡介142

思考題143

習題143

第6章 有壓管流

145

6.1 概述145

6.2 短管的水力計算146

6.2.1 自由出流146

6.2.2 淹沒出流147

6.2.3 總水頭線和測壓管水頭線的繪制148

6.2.4 短管水力計算舉例149

6.3 長管的水力計算153

6.3.1 簡單管道的水力計算153

6.3.2 串聯(lián)管道的水力計算155

6.3.3 并聯(lián)管道的水力計算156

6.3.4 沿程均勻泄流管道的水力計算156

6.3.5 管網(wǎng)水力計算基礎(chǔ)159

6.4 有壓管路中的水擊161

6.4.1 水擊波的傳播過程161

6.4.2 直接水擊與間接水擊163

6.4.3 水擊壓強的計算164

思考題166

習題166

第7章 明渠均勻流

7.1 概述170

7.1.1 明渠的底坡170

7.1.2 明渠的橫斷面171

7.2 明渠均勻流的特性和形成條件173

7.2.1 明渠均勻流的特性173

7.2.2 明渠均勻流產(chǎn)生的條件174

7.3 明渠均勻流的水力計算174

7.3.1 明渠均勻流的計算公式174

7.3.2 明渠均勻流水力計算三類基本問題177

7.3.3 明渠均勻流水力計算的其他問題180

思考題187

習題187

第8章 明渠非均勻流

8.1 概述189

8.2 明渠水流的流態(tài)190

8.2.1 緩流、臨界流和急流190

8.2.2 明渠中干擾微波的波速191

8.3 斷面單位能量，臨界水深，臨界底坡193

8.3.1 斷面單位能量193

8.3.2 Es與h的關(guān)系(流量一定的條件下)195

8.3.3 臨界水深及其計算195

8.3.4 臨界底坡198

8.4 兩種流態(tài)的轉(zhuǎn)換--水躍與水跌199

8.4.1 水躍199

8.4.2 水跌207

8.5 棱柱體明渠水面曲線微分方程209

8.6 棱柱體明渠水面曲線形狀分析210

8.6.1 水面曲線的類型211

8.6.2 水面曲線的定性分析212

8.6.3 10條水面曲線的共同規(guī)律及控制斷面與控制水深的選取215

8.7 明渠水面曲線計算216

8.8 天然河道水面曲線計算222

8.8.1 水面曲線計算公式222

8.8.2 水面曲線計算方法223

8.9 明渠彎段水流230

8.9.1 橫向水面超高231

8.9.2 斷面環(huán)流成因分析232

8.9.3 彎段水流的能量損失232

8.10 明渠非恒定流233

8.10.1 明渠非恒定流概念233

8.10.2 明渠非恒定漸變流動的基本方程235

8.10.3 明渠非恒定漸變流計算方法簡介239

思考題240

習題241

第9章 堰流和閘孔出流

9.1 概述243

9.2 堰的分類244

9.2.1 薄壁堰244

9.2.2 實用堰245

9.2.3 寬頂堰245

9.3 堰流的基本公式246

9.4 薄壁堰248

9.4.1 矩形薄壁堰248

9.4.2 三角形薄壁堰251

9.5 實用堰251

9.5.1 曲線型剖面實用堰251

9.5.2 折線型實用堰255

9.6 寬頂堰259

9.6.1 寬頂堰的流量公式259

9.6.2 寬頂堰的堰頂水深260

9.6.3 流量系數(shù)261

9.6.4 側(cè)收縮系數(shù)262

9.6.5 淹沒系數(shù)263

9.7 閘孔出流265

9.7.1 堰流與孔流的界限266

9.7.2 寬頂堰上的閘孔出流267

9.7.3 實用堰上的閘孔出流269

9.8 水工建筑物測流簡介271

思考題273

習題274

第10章 泄水建筑物下游水流的銜接與消能

10.1 概述277

10.2 底流式銜接與消能277

10.2.1 收縮斷面水深的計算278

10.2.2 消能工的水力計算280

10.3 挑流式銜接與消能288

10.3.1 挑距的計算289

10.3.2 挑角θ291

10.3.3 反弧半徑R291

10.3.4 挑坎高程的確定291

10.3.5 挑流沖刷坑的估算292

10.4 面流銜接與消能292

10.4.1 面流型的銜接形式292

10.4.2 消力戽消能294

思考題296

習題297

第11章 滲流

11.1 概述299

11.2 滲流的幾個基本概念299

11.2.1 水在土壤中的形態(tài)299

11.2.2 土壤的滲透特性300

11.2.3 滲流模型300

11.3 滲流的基本定律301

11.3.1 達西試驗和達西定律302

11.3.2 達西定律的適用范圍303

11.3.3 滲透系數(shù)及其確定方法304

11.4 恒定無壓滲流305

11.4.1 無壓恒定均勻滲流305

11.4.2 無壓恒定漸變滲流306

11.4.3 無壓漸變滲流的微分方程307

11.4.4 漸變滲流浸潤線的分析和計算307

11.5 井的滲流313

11.5.1 普通完整井313

11.5.2 承壓完整井314

11.5.3 井群315

11.6 土壩滲流317

11.6.1 前段的計算318

11.6.2 后段的計算318

11.6.3 計算浸潤線319

11.7 滲流的基本微分方程320

11.7.1 滲流的連續(xù)性方程320

11.7.2 滲流的運動方程320

11.7.3 滲流的流速勢函數(shù)321

11.7.4 滲流問題解法概述321

11.8 恒定平面滲流的流網(wǎng)解法322

11.8.1 恒定平面滲流流網(wǎng)的繪制322

11.8.2 應(yīng)用流網(wǎng)進行滲流計算324

思考題327

習題327

第12章 污染物的輸運和擴散

12.1 概述329

12.2 污染物輸運和擴散的數(shù)學方程330

12.2.1 一維輸運-擴散方程330

12.2.2 平面二維輸運-擴散方程332

12.3 一維擴散過程的解334

12.3.1 無限長渠道中瞬時點源的擴散334

12.3.2 半無限長渠道中瞬時點源的擴散335

12.3.3 無限長渠道中區(qū)域濃度的擴散336

12.3.4 半無限長渠道中連續(xù)點源的擴散337

12.4 二維擴散過程的解338

12.5 均勻流條件下一維隨流-擴散方程的解339

12.5.1 均勻流條件下瞬時點源的隨流-擴散339

12.5.2 無限長渠道中區(qū)域濃度的隨流-擴散341

12.5.3 半無限長渠道中連續(xù)點源的隨流-擴散342

12.6 均勻流條件下二維隨流-擴散方程的解342

12.7 存在化學反應(yīng)的一維隨流-擴散方程的解342

12.8 擴散系數(shù)的分析與估算343

思考題345

習題345

第13章 水力相似與模型試驗基本原理

13.1 概述347

13.2 量綱分析基本原理348

13.2.1 量綱與單位、基本量綱和誘導量綱348

13.2.2 無量綱數(shù)(量綱為一的量)349

13.2.3 量綱和諧原理350

13.2.4 量綱分析法350

13.3 水力相似基本原理355

13.3.1 比尺、基本比尺、導出比尺355

13.3.2 力學相似、幾何相似、運動相似和動力相似355

13.3.3 牛頓相似定律356

13.3.4 相似準則357

13.4 相似準則的應(yīng)用及水力模型設(shè)計362

13.4.1 相似準則的應(yīng)用及模型比尺換算362

13.4.2 水力模型設(shè)計的限制條件365

13.5 水力模型的分類368

13.5.1 按模型模擬的范圍分類368

13.5.2 按床面的性質(zhì)分類369

13.5.3 按模型的幾何相似性分類369

思考題370

習題370

習題答案372

參考文獻3782100433B